В данной статье мы продолжим разбираться в нестандартных методах управления скважиной. Эта статья станет продолжением работ после применения «объемного метода» управления скважиной. Ссылка на статью - https://dzen.ru/a/ZxqH9cKMF0XkB3Ep.
Введение
Рассмотрим эту ситуацию. Газ достиг устья скважины. Мы стравливали расчетный объем раствора, чтобы газ расширялся и потерял опасное давление. Это позволило безопасно достичь устья, не повредив скважину (башмак и обсадную колонну). Но проблема остается: газ в скважине и на манометре избыточное давление.
Нужно безопасно удалить газ, заменив его раствором, и предотвратить поступление нового притока и не получить поглощений в открытом стволе. Для этого нужно выполнить расчеты и правильно управлять скважиной при стравливании газа. Не забывать о риске загидрачивания оборудования. Но обо всем и поподробнее. Приступаем.
Цели метода нагнетания и стравливания:
- Безопасно заместить поступивший флюид на раствор
- Не допустить поступления нового притока
- Обеспечить восстановление первой линии защиты
Когда применяется:
- Газ находится на устье после применения «объемного метода»
- Газ попал в скважину вследствие свабирования во время подъема труб, расширялся в открытой скважине по мере подъема и достиг устья уже обнаружения перелива и герметизации устья
- Невозможно удалить газ путем создания циркуляции
- Отсутствуют трубы в скважине
Подготовительные работы
Любая работа, связанная с давлением, потенциально опасна и требует внимания, подготовки и обдуманных решений. Если газ уже на устье скважины, стравливать его безрассудно. Это самая большая ошибка, так как стравленный газ вызовет приток новой газовой пачки. Важно помнить, что газ поднялся безопасно благодаря правильным действиям. Давление, которое сейчас показывает манометр, предотвращает поступление нового газа, поддерживая давление на забое выше или равным пластовому.
Раз сделать это обычной циркуляцией не получится в связи с отсутствием труб в скважине, позовем на помощь цементировочный агрегат, заполним мерник необходимым по плотности раствором. В данном конкретном примере будем закачивать более тяжелый раствор плотностью 1,28 г/см³.
Принцип метода:
Закачиваем в закрытую скважину раствор до достижения установленного рабочего давления, встаем на тех.отстой после чего проводим стравливание газа ориентируясь на давление в КП и расчетное значение стравливаемого давления.
ПЕРВЫЙ ЭТАП. Выбор рабочего шага давления и закачка раствора в закрытую скважину.
Выбор рабочего шага зависит от запаса безопасности между устьевым избыточным давлением в колонне и максимально допустимым давлением. Газовая пачка уже прошла слабый пласт в открытом стволе (башмак) и находится на устье. В этой ситуации необходимо выбрать из двух зол слабейшее. Поэтому посчитаем, какое давление действует на башмак обсадной колонны.
1. Нужно определить давление у башмака ОК. Придется двигаться снизу вверх, от забоя к башмаку. Это связано с тем, что мы не знаем плотность поступившего флюида и точное количество газа в скважине.
2. Находим давление начала поглощения у башмака (максимально допустимое давление на башмак). Берется информация исходя из того, чем была заполнена скважина до ГНВП и какое давление на этом растворе считалось для башмака максимально допустимым на устье.
3. Находим остаточный запас безопасности для башмака ОК. Для этого от полученного давления во втором шаге отнимаем давление которое нашли в первом шаге.
На данном этапе до начала поглощения у башмака обсадной колонны необходимо увеличить действующее давление на устье до 17,3 МПа (8 МПа — имеющееся давление на устье + 9,3 МПа — остаточный запас).
Этот расчет приблизительный. Он исходит из предположения, что раствор под башмаком имеет исходную плотность, по факту это не так, и, скорее всего, на забое может быть дополнительно газ, попавший в скважину из-за осмоса, диффузии и других процессов, которые в данном случае мы никак не можем проконтролировать.
Мы провели расчеты, чтобы определить наиболее уязвимый участок. У башмака запас прочности выше, чем у обсадной колонны....опрессовка колонны на 12 МПа, на устье уже 8 МПа, остается только 4 МПа до возможного разрушения ОК. Для выполнения нашей задачи по закачке раствора и вытеснению газа этого запаса достаточно.
Поэтому в данном случае возьмем за рабочий шаг прирост давления от закачки бурового раствора в 1 МПа. На этом этапе наша задача — убедиться, что всё обвязано и агрегат набрал раствор, зафиксировать уровень (уточнить объем раствора в мернике), поэтапно создать давление, открыть обратный клапан на линии глушения и начать закачку раствора в закрытую скважину, контролируя прирост давления в скважине. Перед началом закачки давление на манометре составляло 8 МПа, а остановиться нужно при достижении давления 9 МПа. После этого начнется...
ВТОРОЙ ЭТАП. Ожидание и расчет давления.
После закачки раствора в скважину происходят два важных процесса. Во-первых, давление на устье увеличилось на 1 МПа. Это значит, что давление выросло во всех точках скважины. Причина — сжатие газовой пачки из-за закачки раствора. Во-вторых, не стоит спешить. Если сразу начать стравливать давление, скважина начнет выбрасывать не газ, который нужно удалить, а раствор, который был закачан. Это связано с тем, что сейчас раствор находится сверху, и нужно дать газу время переместиться вверх, а раствору — опуститься под газовую пачку.
Сколько времени это займет? Точно сказать сложно. Всё зависит от плотности раствора, вязкости, плотности газа и других факторов. Поэтому, чтобы определить приблизительное время, придется использовать метод проб и ошибок.
Пока мы ожидаем нужное расположение газа и раствора в скважине, важно рассчитать стравливаемое давление. Не забывайте, что прирост давления на устье — это еще не всё. Раствор, который мы закачали, со временем опустится под пачку и, объединившись с гидростатикой в скважине, создаст дополнительное давление в виде гидростатики. Насколько увеличится гидростатика? Хороший вопрос, давайте на него ответим.
1)Увеличение гидростатического давления
А сколько мы закачали? Подходим к агрегатчику и спрашиваем, сколько ушло раствора из мерника. В скважину ушло 1,5 м³ раствора. Переводим этот объем в высоту.
Теперь, зная высоту, зная плотность и помня про ускорение свободного падения, можно посчитать гидростатическое давление этого закачанного раствора в скважине.
Последний штрих в данном пункте остается в расчете стравливаемого давления. Для этого необходимо суммировать давление прироста на манометре скважины и гидростатики закачанного раствора в скважину.
2) Стравливаемое давление
Ну а дальше с помощью дросселя необходимо стравить газ, снижая давление на манометре не ниже расчетного значения:
ТРЕТИЙ ЭТАП. Закачка, ожидание, расчет давления и снова по кругу!
Если вы думали, что сделать расчет придется только один раз, а дальше только закачивать и стравливать, то спешу вас огорчить.
Каждая новая порция раствора в скважине потребует перерасчета по 2 пункту. Это связано с тем, что газ будет сжиматься быстрее на 1 МПа с каждой новой закачкой. Чем меньше газа, тем легче его сжать. Поэтому рекомендуется создать таблицу по этому образцу:
Этот метод сложен и занимает много времени, что делает его малопривлекательным на практике. Однако в некоторых случаях он становится единственной возможностью для управления скважиной с газовой пачкой на устье.